Микроэлектроника

Микроэлектроника — раздел электроники, связанный с изучением и производством электронных компонентов, с геометрическими размерами характерных элементов порядка нескольких микрометров и меньше.

Такие устройства обычно производят из полупроводников и полупроводниковых соединений, используя процессы фотолитография и легирование. Большинство компонентов обычной электроники также применяются и в микроэлектронике: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы, изоляторы и проводник, но уже в виде миниатюрных устройств в интегральном исполнении.

Цифровые интегральные микросхемы в основном состоят из транзисторов. Аналоговые схемы в основном содержат резисторы и конденсаторы. Катушки индуктивности используются в схемах работающих на высоких частотах.

С развитием техники, размеры компонентов постоянно уменьшаются. При очень большой степени интеграции компонентов, а следовательно и при максимальной минимизации их размеров, вопрос межэлементного взаимодействия становится очень актуальным. Данная проблема носит названия паразитные явления. Одна из основных задач проектировщика это скомпенсировать или минимизировать эффект паразитных утечек.

ИСТОРИЯ

История развития микроэлектроники — это неотъемлемая часть истории технического прогресса. Без всякого сомнения, «перво­толчком» к зарождению микроэлектроники послужило изобрете­ние американцами Дж. Бардином и У. Браттейном точечного транзистора. Это произошло в 1948 г. под крышей Bell Telephone Laboratories. Первые транзисторы изготавливались на основе гер­мания и были весьма несовершенны. В качестве основных недо­статков можно указать нестабильность характеристик и выраженную зависимость их от температуры, повышенный уровень шу­мов, малую мощность и высокую стоимость.

Следующий важный шаг в развитии транзисторной техники был связан с изобретением в 1951 г. плоскостного транзистора и практи­чески совпал по времени с массовым переходом от германия к крем­нию. Позднее опыт изготовления транзисторов, основанный на диф­фузии, способствовал разработке групповой технологии производ­ства транзисторов, что резко снизило их стоимость. В 1952 г. был изобретен полевый (униполярный) транзистор.

Днем рождения микроэлектроники следует считать появление интегральных схем. Первая ИС была выпущена фирмой Fairchild Semiconductor в 1961 г. и представляла собой триггер, собранный из четырех биполярных транзисторов и двух резисторов. С момента изобретения транзистора до появления микросхем прошло всего 13 лет. К середине 60-х годов XX в. интегральные схемы содержат до 100 элементов, а их номенклатура стремительно расширяется. В начале 70-х годов XX в. появляются первые БИС (большие интег­ральные схемы), содержащие на кристалле уже сотни и тысячи элементов размером от 3 до 100 мкм.

В 1971 г. появился первый микропроцессор. Однако история развития микропроцессоров заслуживает отдельного рассмотре­ния.

Значительный вклад в развитие микроэлектроники внесли со­ветские и российские ученые. За разработку полупроводниковых лазеров на основе гетеропереходов, без которых не обходится ни один современный компьютер, наш соотечественник Ж. И. Алфе­ров в 2001 г. был удостоен Нобелевской премии.

Яндекс.Метрика